JP2008179675A - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天然ゴム及び合成ジエン系ゴムの内の少なくとも一種からなるゴム成分(A)に対して、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)吸着比表面積が50〜250m2/gであり、式:Y < 5.00 + 0.47 × X[式中、Yは750℃で3時間加熱した時の質量減少%であり、Xは105℃で2時間加熱した時の質量減少%である]の関係を満たす含水ケイ酸(B)を配合し、更に、特定構造のシランカップリング剤(C)を前記含水ケイ酸(B)に対して1〜20質量%配合する。
【選択図】なし
Description
天然ゴム及び合成ジエン系ゴムの内の少なくとも一種からなるゴム成分(A)に対して、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)吸着比表面積が50〜250m2/gであり、下記式(I):
Y < 5.00 + 0.47 × X ・・・ (I)
[式中、Yは750℃で3時間加熱した時の質量減少%であり、Xは105℃で2時間加熱した時の質量減少%である]の関係を満たす含水ケイ酸(B)を配合し、
更に、下記式(II):
R1 xR2 yR3 zSi−R4−S−CO−R5 ・・・ (II)
[式中、R1は、R6O−、R6C(=O)O−、R6R7C=NO−、R6R7NO−、R6R7N−及び−(OSiR6R7)n(OSiR5R6R7)から選択され且つ炭素数が1〜18であり(但し、R6及びR7は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、nは0〜10である);
R2は、水素、又は炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され;
R3は、−[O(R8O)m]0.5−基(但し、R8は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、mは1〜4である)であり;
x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1であり;
R4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり;
R5は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され且つ炭素数が1〜18である]で表されるシランカップリング剤(C)を前記含水ケイ酸(B)に対して1〜20質量%配合してなることを特徴とする。
Y < 5.00 + 0.47 × X ・・・ (I)
[式中、Yは750℃で3時間加熱した時の質量減少%であり、Xは105℃で2時間加熱した時の質量減少%である]の関係を満たす。式(I)において、105℃で2時間加熱した時の質量減少は、含水ケイ酸(B)に物理吸着した水分の脱離に起因し、一方、750℃で3時間加熱した時の質量減少は、含水ケイ酸に(B)物理吸着した水分の脱離と含水ケイ酸(B)のシラノール基の消滅に起因する。そして、上記式(I)の関係を満たす含水ケイ酸(B)は、シラノール基が少ないため、通常のシリカよりも凝集し難く、ゴム組成物の作業性を改良しつつ、ゴム組成物の損失正接(tanδ)を低下させることができる。
撹拌機を備えた180Lのジャケット付きステンレス反応槽に、水 93Lとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2 160g/L、SiO2/Na2Oモル比3.3)0.6Lを入れ、96℃に加熱した。生成した溶液中のNa2O濃度は0.005mol/Lであった。この溶液の温度を96℃に維持しながら、上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を流量 540mL/分で、硫酸(18mol/L)を流量 24mL/分で同時に滴下した。流量を調整して、反応溶液中のNa2O濃度を0.00から0.01mol/Lの範囲に維持しながら中和反応を行った。反応途中から反応溶液は白濁をはじめ、47分目に粘度が上昇してゲル状溶液となった。更に、添加を続けて75分で反応を停止した。生成した溶液中のシリカ濃度は49g/Lであった。引き続き、上記と同様の硫酸を添加して、溶液のpHを3として酸性化を終了し、ケイ酸スラリーを得た。得られたケイ酸スラリーをフィルタープレスで濾過、水洗を行って湿潤ケーキを得、次いで、該湿潤ケーキを乳化装置を用いてスラリーとして、噴霧式乾燥機で乾燥して湿式法含水ケイ酸(B-1)を得た。
上記のようにして製造した含水ケイ酸(B-1)のCTAB吸着比表面積並びに加熱減量及び灼熱減量を下記の方法で評価した。また、比較として、東ソー・シリカ(株)社製の含水ケイ酸「Nipsil AQ」(商標名)についても評価した。結果を表1に示す。
ASTM D3765−92記載の方法に準拠して実施した。但し、ASTM D3765−92記載の方法は、カーボンブラックのCTABを測定する方法であるので、若干の改良を加えた方法とした。即ち、カーボンブラックの標準品であるIRB#3(83.0m2/g)を使用せず、別途セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)標準液を調製し、これによって含水ケイ酸OT(ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム)溶液の標定を行い、含水ケイ酸表面に対するCTAB 1分子当たりの吸着断面積を0.35nm2としてCTABの吸着量から比表面積を算出した。これは、カーボンブラックと含水ケイ酸とでは表面が異なるので、同一表面積でもCTABの吸着量に違いがあると考えられるからである。
含水ケイ酸のサンプルを秤量し、加熱減量Xの場合はサンプルを105℃で2時間加熱し、灼熱減量Yの場合はサンプルを750℃で3時間加熱した後、サンプルの質量を測定し、加熱前のサンプル質量との差を質量減少%とした。
上記ゴム組成物に対して、130℃でムーニー粘度(ML1+4)を測定し、表2においては比較例1の値を100として指数表示し、表3においては比較例6の値を100として指数表示した。指数値が小さい程、ムーニー粘度が低く、作業性が良好であることを示す。
上記ゴム組成物を加硫して得た試験片に対し、TOYOSEIKI製スペクトロメータを用い、動的歪振幅1.0%、周波数15Hz、測定温度60℃で損失正接(tanδ)を測定し、表2においては比較例1のゴム組成物の損失正接を100として指数表示し、表3においては比較例6のゴム組成物の損失正接を100として指数表示した。指数値が小さい程、損失正接が低く、低発熱性に優れることを示す。
*2 東海カーボン社製, 商標名「シーストKH」, N339
*3 東ソー・シリカ製, 「ニップシールAQ」
*4 上記製造例1で合成した含水ケイ酸(B-1)
*5 デグッサ社製, 商標名「Si75」
*6 MOMENTIVE PERFORMANCE MATERIALS社製, 商標名「NXTシラン」, (C2H5O)3Si−C3H6−S−CO−C7H15
*7 N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン
*8 大内新興化学工業社製, 「ノクセラーD」
*9 大内新興化学工業社製, 「ノクセラーDM」
*10 大内新興化学工業社製, 「ノクセラーNS」
Claims (4)
- 天然ゴム及び合成ジエン系ゴムの内の少なくとも一種からなるゴム成分(A)に対して、
セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(CTAB)吸着比表面積が50〜250m2/gであり、下記式(I):
Y < 5.00 + 0.47 × X ・・・ (I)
[式中、Yは750℃で3時間加熱した時の質量減少%であり、Xは105℃で2時間加熱した時の質量減少%である]の関係を満たす含水ケイ酸(B)を配合し、
更に、下記式(II):
R1 xR2 yR3 zSi−R4−S−CO−R5 ・・・ (II)
[式中、R1は、R6O−、R6C(=O)O−、R6R7C=NO−、R6R7NO−、R6R7N−及び−(OSiR6R7)n(OSiR5R6R7)から選択され且つ炭素数が1〜18であり(但し、R6及びR7は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、nは0〜10である);
R2は、水素、又は炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され;
R3は、−[O(R8O)m]0.5−基(但し、R8は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり、mは1〜4である)であり;
x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1であり;
R4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され且つ炭素数が1〜18であり;
R5は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され且つ炭素数が1〜18である]で表されるシランカップリング剤(C)を前記含水ケイ酸(B)に対して1〜20質量%配合してなるゴム組成物。 - 前記ゴム成分(A)の50質量%以上がスチレン−ブタジエン共重合体ゴムであることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記含水ケイ酸(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して30〜90質量部であることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物を、トレッド部の少なくとも接地部分に用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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